模拟GNSS多径信道的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟GNSS多径信道的方法及装置。包括模型参数配置模块、扩频码发生器、性能标准模块、相关器、自适应学习模块和信道模拟滤波器。本发明专利技术能对参考GNSS信道模型产生的大量多径分量进行等效简化，降低实时仿真计算资源需求，并且通过结合功率—延迟空间中多径参数聚类分析和最小化信号时间自相关函数误差的最小二乘估计方法，自适应地学习参考信道模型生成的信道冲击响应数据在相关函数域上的特性，保持多径误差模拟效果与参考信道模型一致。

【技术实现步骤摘要】
模拟GNSS多径信道的方法及装置
本专利技术涉及卫星导航系统领域，具体地涉及一种模拟GNSS多径信道的方法及装置。
技术介绍
全球导航卫星系统（globalnavigationsatellitesystems，GNSS）的设计和优化需要真实的传播模型和计算高效的模拟仿真技术。近年来，专门为GNSS应用而设计的信道模型受到高度关注，这是因为基于信道模型的仿真技术是有效改善GNSS接收机开发的关键基础性技术之一。从GNSS信道模型来说，应用比较广泛的有基于信道探测数据和虚拟城市建模方法开发的记载于ITU-RP.681建议书中的陆地移动多径信道模型，以及卫星到室内信道模型等。此类适合于GNSS的信道模型属于宽带时变信道模型，通常由抽头延迟线（tapdelayline,TDL）结构及其变体建模和仿真。所述TDL结构在常在FPGA内用FIR滤波器来实现，如图1所示，现有技术中基于信道模型和信道模拟FIR滤波器来模拟多径信道，其中信道模拟FIR滤波器101就是属于TDL结构的信道模拟方式，而信道模型102则负责产生该滤波器的抽头系数，输入信号10送入信道模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟GNSS多径信道的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS100、配置参考信道模型的模型参数；/nS200、用所述参考信道模型生成信道冲击响应快照数据，所述信道冲击响应快照数据包含复加权系数向量和时延向量；/nS300、对所述信道冲击响应快照数据中的复加权系数向量进行sinc插值，然后以信道模拟器对输入信号的采样间隔进行重采样，获得重采样信道冲击响应快照数据，所述重采样信道冲击响应快照数据包含重采样后的复加权系数向量和均匀采样间隔的时延向量；/nS400、用步骤S300得到的重采样后的复加权系数向量作为FIR滤波器抽头系数对与输入GNSS信号相同体制的扩频码信号进行复系数FIR滤波，...

【技术特征摘要】
1.一种模拟GNSS多径信道的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、配置参考信道模型的模型参数；
S200、用所述参考信道模型生成信道冲击响应快照数据，所述信道冲击响应快照数据包含复加权系数向量和时延向量；
S300、对所述信道冲击响应快照数据中的复加权系数向量进行sinc插值，然后以信道模拟器对输入信号的采样间隔进行重采样，获得重采样信道冲击响应快照数据，所述重采样信道冲击响应快照数据包含重采样后的复加权系数向量和均匀采样间隔的时延向量；
S400、用步骤S300得到的重采样后的复加权系数向量作为FIR滤波器抽头系数对与输入GNSS信号相同体制的扩频码信号进行复系数FIR滤波，滤波输出的信号作为性能标准信号；
S500、用所述性能标准信号和与输入GNSS信号相同体制的扩频码信号做相关运算，相关运算输出设为期望响应；
S600、通过聚类分析算法对重采样信道冲击响应快照数据分簇，提取各个簇中心对应的多径分量时延；
S700、根据步骤S500中得到的期望响应，采用最小二乘估计方法优化多径分量的复加权系数值；
S800、用步骤S700得到的优化后的复加权系数向量作为FIR滤波器抽头系数对输入GNSS信号进行复系数FIR滤波，滤波后的信号作为信道模拟输出信号。


2.根据权利要求1所述的模拟GNSS多径信道的方法，其特征在于，所述步骤S100中的模型参数包括卫星仰角、卫星方位角、用户速度和用户朝向。


3.根据权利要求1所述的模拟GNSS多径信道的方法，其特征在于，所述步骤S600的具体步骤为：
S601、用重采样信道冲击响应快照数据建立样本集合；
S602、设定期望聚类分析产生的簇数量；
S603、对所述样本集合执行聚类分析算法；
S604、输出聚类分析算法得到的簇中心对应的多径分量时延。


4.根据权利要求1所述的模拟GNSS多径信道的方法，其特征在于，所述步骤S700的具体步骤为：
S701、计算扩频码信号的自相关函数R（τ），所述R（τ）为N×1列向量；
S702、根据R（τ）和步骤S600提取的多径分量时延

，
通过公式

计算线性系统参数矩阵
H；
S703、根据线性系统参数矩阵H以及步骤S500中得到的期望响应y，用最小二乘估计公
式计算得到优化后的多径分量的复加权系数值。


5.一种模拟GNSS多径信道的装置，其特征在于，包括：
模型参数配置模块，用于配置并输出参考信道模型的模型参数；
扩频码发生器，用于生成并输出与输入信号相同体制的扩频码信号；
性能标准模块，所述性能标准模块的输入端连接所述模型参数配置模块的输出端以用于接收模型参数，并通过先sinc插值后重采样的方法处理内置参考信道模型产生的信道冲击响应快照数据，转换得到重采样后的信道冲击响应快照数据，送入与输入卫星导航信号相同体制的扩频码信号到内置的均匀间隔复系数数字FIR滤波器，利用重采样信道冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：周顺，欧钢，唐小妹，肖伟，牟卫华，吕志成，倪少杰，李柏渝，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43